Научная статья

ЭПИГЕНЕТИКА СЕГОДНЯ И ЗАВТРА

Эпигенетика – наука о наследуемых свойствах организма, которые не связаны с изменением собственно нуклеотидной последовательности ДНК и могут быть не прямо, а опосредованно закодированы в геноме. К числу известных эпигенетических механизмов (сигналов) относятся: энзиматическое метилирование ДНК, гистоновый код (разные энзиматические модификации гистонов – ацетилирование, метилирование, фосфорилирование, убиквитинирование и др.) и замалчивание генов малыми РНК (miRNA, siRNA). Обычно все эти процессы взаимосвязаны и иногда даже частично взаимозаменяемы. Это, скорее всего, служит обеспечению надежности реализации соответствующей эпигенетической сигнализации. Так или иначе эти процессы связаны с изменением структурной и функциональной организации хроматина.Метилирование ДНК у растений и животных, осуществляемое сайт-специфическими ферментами -цитозиновыми ДНК-метилтрансферазами, – приводит к возникновению в ней остатков 5-метилцитозина (m5C) в последовательностях CG, СNG и СNN. У растений открыто еще и адениновое метилирование ДНК. Появление остатков m5C в ДНК существенно сказывается на взаимодействии ДНК с разными, в том числе и регуляторными, белками. Часто метилирование ДНК блокирует связывание ДНК с такими белками и препятствует транскрипции генов, а иногда оно наоборот является обязательным условием для связывания белков. Существуют даже специальные m5CрG ДНК связывающие белки. Связывание таких белков с ДНК аранжирует весь ансамбль белков транскрипционного аппарата и необходимо для его активности.Таким образом, метилирование ДНК может служить сигналом как позитивного, так и негативного контроля за активностью генов. Метилирование ДНК у эукариот видо- и тканеспецифично, оно контролируется гормонами, изменяется с возрастом и является одним из механизмов клеточной и половой дифференцировки. Метилирование ДНК контролирует все генетические процессы (репликация ДНК, репарация, рекомбинация, транскрипция и др.). Нарушение метилирования ДНК и искажение других эпигенетических сигналов приводят к преждевременному старению и таким заболеваниям, как рак, диабет, астма, различные тяжелые психические расстройства и др. Профиль метилирования ДНК изменяется при канцерогенезе, служит надежным диагностическим признаком разных форм рака уже на ранних этапах канцерогенеза. Эпигенетические параметры имеют первостепенное значение для расшифровки механизмов сомаклональной изменчивости, характеристики и идентификации клонов и клеточных культур (стволовые клетки) и их направленной дифференцировки. Целенаправленное изменение метилирования ДНК служит эффективным биотехнологическим средством активации экспрессии генов запасных белков семян у растений и, например, наследуемого увеличения белковости зерна пшениц. Ингибитор метилирования ДНК (5-азацитидин) используется для лечения рака кожи. Разные регуляторы энзиматических модификаций гистонов уже нашли клиническое применение при лечении некоторых болезней человека и животных. Большие надежды возлагаются сегодня на использование специфических малых РНК в терапии рака и других болезней, это преимущественно связывают с направленным ингибированием активности генов, отвечающих за раковую трансформацию клеток и метастазирование. Терапевтическое действие многих коротких биологически активных пептидов во многом может определяться их действием на эпигенетическом уровне. Таким образом, фенотип на самом деле представляет собой продукт совокупной реализации генома и эпигенома. В этой связи вполне справедливо известное выражение Нобелевского лауреата Питера Медавара «Генетика предполагает, а эпигенетика располагает». Эпигенетика является бурно развивающейся, очень перспективной наукой XXI в., уже основательно проросшей в передовые биотехнологии, медицину и сельское хозяйство.

Создан

1 января 2013 г.

Объект зарегистрирован в Сети РЦИС.РФ

17 октября 2019 г.

Участники создания

Автор — Ванюшин Б. Ф.

Код создания

Создан ранее, в том числе при регистрации наследником

Тип

Научная статья

Режимы правовой охраны

Авторское право
Весь мир: 01.01.2013

Дополнительные атрибуты

collection: Научные журналы на платформе Elpub lang: rus source: Вавиловский журнал генетики и селекции

Доступность

Допустимо свободное использование со ссылкой на автора (Территория: Весь мир); Дата начала: 01.01.2013;

CC BY (Открытая лицензия, возможно использование с указанием авторства) (Территория: Весь мир); Дата начала: 01.01.2013;

Реестр транзакций

Показать по типам

Дата и время ↓	Идентификатор	Инициатор ↓	Транзакция ↓
17.10.2019, 15:24:06	5fa364f2dc7cea986257f797c144851f896d74920135014c8e0b13e942e9dc97	user-webpublishers	A
17.10.2019, 15:24:00	75b166576797d8de382a534ec877026f6a9f5a0edf57c95411d2849fbb3022ad	user-webpublishers	A
17.10.2019, 15:23:53	95278cd9dd49c6ddfa20f04d3e85eec3655429010acf1bd8f2e53387d844ca00	user-webpublishers	C

Научная статья

Присоединиться